Стехиометрическая смесь - водород
Cтраница 2
За критерий возникновения устойчивой детонационной волны Вендландт принимает постоянство скорости, определенной в начале и конце длинной трубы, пользуясь для зажигания стехиометрической смесью водорода с кислородом, помещенной в отростке, присоединенном к трубе на достаточном расстоянии от первой точки измерения. При разбавлении смеси достигается состав, при котором наблюдается резкое падение скорости. Например, в смесях водорода с воздухом при атмосферном давлении скорость составляет 1620, 1480 и 1050 м / сек. Ниже другого определенного содержания водорода пламя пройдя значительное расстояние, которое зависит от состава смеси и источника зажигания, гаснет, после чего волна сжатия распространяется по взрывчатой смеси с уменьшающейся скоростью, не вызывая химической реакции. В смесях водорода с воздухом предел детонации лежит около 18 5 % Н, и скорость устойчивой детонационной волны равна 1250м / сек. Пунктирные линии соответствуют скоростям волн сжатия в начале и конце трубы, вызванных тем же источником зажигания, если бы химическая реакция отсутствовала. Эти линии были построены посредством измерения скорости указанных волн сжатия в воздухе, в том же аппарате, и введения поправки па плотность смеси. [16]
Правда, в пламени при высоких температурах всегда образуются окислы азота ( NO, N203 и N02), но количество их настолько мало, что им вполне можно пренебречь. Таким образом, при рассмотрении стехиометрической смеси водорода с воздухом содержащийся в ней азот можно просто сбросить со счета. [17]
 |
Пределы гашения быстрогорящих смесей. [18] |
Достаточно согласуются с положениями теории и результаты изучения гашения некоторых быстрогорящих кислородных смесей. Таковы измеренные Анагносту и Поттером [366] пределы гашения стехиометрических смесей водорода, пропана, этилена и ацетилена в трубах в условиях р const. [19]
Кинетические кривые реакции горения водорода в области воспламенения выглядят следующим образом: в течение какого-то определенного промежутка времени t называемого периодом индукции, реакция практически не идет, заметить ее не удается, концентрация постоянна, потом наступает быстрая реакция, которая заканчивается за очень малое время. На рис. 1.4 приведены кинетические кривые реакции горения стехиометрической смеси водорода с кислородом. По оси ординат отложена величина ДР, равная уменьшению общего давления в реагирующей смеси по сравнению с начальным давлением. Данные рис. 1.4 взяты из работы А. А. Ковальского [23], который первым экспериментально показал возможность цепного воспламенения в изотермических условиях. [20]
Для того, чтобы термодинамическое равновесие в реакционноспособной среде возникало за конечные промежутки времени, необходимы условия, обеспечивающие быстрое протекание как прямых, так и обратных химических реакций. Но, так как для протекания некоторых химических реакций требуется большая энергия активации, химический состав смеси газов зачастую отличается от соответствующего химическому равновесию - смесь находится в состоянии условного или замороженного равновесия. Например, стехиометрическая смесь водорода с кислородом при комнатной температуре и атмосферном давлении не реагирует, хотя должна была бы по условиям химического равновесия полностью превратиться в воду. [21]
В зависимости от температуры скорость реакции меняется очень резко; так, например, при комнатной температуре и атмосферном давлении водород с кислородом практически не реагируют в течение многих лет. При повышении температуры скорость реакции остается неизмеримо малой вплоть до некоторого критического значения, которое зависит от условий проведения опыта. Например, для стехиометрической смеси водорода с кислородом - так называемой гремучей смеси - при атмосферном давлении это критическое значение составляет около 550 С. При более высоких температурах, даже если превышение над критическим значением составляет лишь несколько градусов, гремучая смесь реагирует очень быстро, давление резко повышается, и может произойти разрыв сосуда. Скорость реакции при таком взрыве настолько велика, что исследователи прошлого века не могли подробно изучить ее кинетику. [22]
 |
Контейнер для хлора после аварии. [23] |
Аварии были вызваны взрывами в контейнерах смеси водорода с хлором, переполнением контейнеров продуктом выше установленной, нормы и перегревом солнечными лучами. Отметим, что давление взрыва стехиометрической смеси водорода с хлором превышает 18 МПа. Ясно, что контейнер со стенкой толщиной 10 мм разрушается при таком давлении. [24]
Страницы: 1 2